直徑10微米的納米微球形貌
二、鋁產(chǎn)品加工過程中的金相組織檢驗(yàn)及表面形貌觀察
對于鋁及鋁合金的分析檢測zui主要的手段為金相組織檢驗(yàn)及產(chǎn)品表面形貌檢驗(yàn)，國家500強(qiáng)企業(yè)南山鋁業(yè)，中國的zui大鋁鎂合金生產(chǎn)基地東北輕合金有限公司，國內(nèi)鋁合金車輪行業(yè)*家上市公司保定立中車輪有限公司，中鋁瑞閩鋁板帶有限公司、廣西南南鋁加工有限公司，魏橋鋁電有限公司都陸續(xù)引進(jìn)了金相顯微鏡及掃描電鏡來武裝公司對產(chǎn)品檢測技術(shù)的能力。
1、使用光學(xué)顯微鏡進(jìn)行金相檢驗(yàn)
鋁及鋁合金金相檢驗(yàn)的重要內(nèi)容是檢驗(yàn)鋁合金在加工過程中形成的不良組織，如鑄造鋁硅合金中的針狀共晶硅、鑄造鋁合金中的針孔及各類宏觀缺陷，加工鋁合金中加工缺陷、鑄造機(jī)形變鋁合金熱處理過程中產(chǎn)生的過熱過燒組織等。這些不良組織會(huì)顯著惡化鋁合金的性能，必須通過金相檢驗(yàn)來判斷鋁合金制品的質(zhì)量，探討各種缺陷的形成原因，從而改進(jìn)工藝，提高制品的質(zhì)量。因而金相檢驗(yàn)是鋁合金制品質(zhì)量控制的重要手段。
例如鑄造鋁合金中鋁硅合金系列，鋁硅共晶體中的Si一般呈粗大針狀分布，會(huì)降低合金的力學(xué)性能。為此采用變質(zhì)處理來提高該合金系列的綜合性能，經(jīng)過良好變質(zhì)處理后，共晶硅得到細(xì)化。
圖1 亞共晶鋁硅合金356-F變質(zhì)處理，兩樣品都用0.5%HF酸侵蝕，100x下觀察。（a）在未經(jīng)變質(zhì)處理的鋁硅共晶合金的枝晶間，硅顆粒呈網(wǎng)狀分布；（b）添加0.025%的Na進(jìn)行變質(zhì)處理后，硅顆粒變得更小而且邊角更圓。
對于鑄造鋁合金的金相檢驗(yàn)內(nèi)容有：鑄造鋁硅合金的變質(zhì)效果的評定，鑄造鋁硅合金熱處理過燒組織的評定，鑄造鋁銅合金晶粒度的評定。
對于變形鋁及鋁合金制品的金相檢驗(yàn)內(nèi)容有：鑄錠的顯微組織檢驗(yàn)、加工制品淬火及退火試樣檢驗(yàn)、高溫氧化、包覆層、銅擴(kuò)散以及晶粒度檢驗(yàn)。以及鋁合金中的各種組成相和金屬間化合物。
蔡司光學(xué)顯微鏡下退火鋁，200x
2、使用掃描電鏡進(jìn)行表面形貌檢驗(yàn)
采用掃描電鏡及能譜儀研究對鋁材經(jīng)過一些變形加工工藝處理后的表面形貌檢驗(yàn)，微觀組織結(jié)構(gòu)，尤其是夾雜物、雜質(zhì)相等的存在形態(tài)、組成及其微觀組織結(jié)構(gòu)的變化規(guī)律，對于進(jìn)一步闡明鋁材冶金品質(zhì)的改善，對提高性能，尤其是塑性變形性能的關(guān)鍵性作用，以保證產(chǎn)品的zui終品質(zhì)與性能等都具有重要的意義。如中鋁瑞閩鋁板帶有限公司采用了蔡司的掃描電鏡進(jìn)行了鋁板帶產(chǎn)品的微觀組織構(gòu)分析，改進(jìn)了加工工藝，從而提高了鋁板帶產(chǎn)品的質(zhì)量，提高了產(chǎn)品的力學(xué)性能。
三、鋁產(chǎn)品的失效分析
采用掃描電鏡及能譜儀可以對有色金屬板材進(jìn)行失效分析，包括斷口分析，腐蝕分析等。如采用掃描電鏡及能譜儀對防銹鋁板表面發(fā)生大面積腐蝕進(jìn)行分析，得出分析結(jié)果證明，5052鋁板縫隙腐蝕是導(dǎo)致防銹鋁板表面發(fā)生失效的主要原因；對飛機(jī)的鋁合金零件在熱帶海洋氣候環(huán)境服役條件下所發(fā)生的腐蝕問題進(jìn)行了分析探討。通過鋁合金零件發(fā)生腐蝕的微觀形貌和腐蝕產(chǎn)物成分等的分析，結(jié)合飛機(jī)所處環(huán)境條件，給出了鋁合金零件的腐蝕類型和發(fā)生剝蝕的過程及原因，并分析了其發(fā)生剝蝕的機(jī)理等。
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